1
KEGIATAN II TEORI ABERASI
Aberasi termasuk optik geometris. Pada optik geometris menyediakan aturan mengenai penyebaran sinar yang melalui sistem optik dimana menunjukkan bagaimana sebenarnya muka gelombang akan menyebar dan optik geometris digunakan untuk menjelaskan aspek geometris dari penggambaran cahaya.
Contoh bentuk aberasi antara lain :
a.
Aberasi Cahaya : yakni suatu peristiwa dimana telah terjadi pergeseran garis pandang ke suatu bintang dari arah yang sebenarnya. Bila seseorang melihat bintang, ia tidak melihatnya dalam arah garis lurus yang langsung menghubungkan matanya dengan posisi bintang itu dalam keadaan yang sebenarnya.
Sedangkan orang itu melihat bintang tersebut dalam posisinya yang semu sedangkan garis yang menghubungkan mata pengamat dengan posisi semu bintang tersebut membentuk suatu sudut kecil dengan garis pandang yang sebenarnya. Posisi semu tersebut bisa terjadi karena kombinasi gerakan bumi terhadap matahari atau bintang dengan kecepatan cahaya.
b.
Aberasi Optik atau disebut sesatan gambar merupakan suatu
peristiwa dalam mana gambar dibentuk oleh sebuah cermin atau
lensa yang menyimpang dari harapan yang ditentukan berdasarkan
perhitungan teori pertama. Sesatan gambar yang utama misalnya:
2
aberasi sferik, koma, distorsi atau salah gambar, astigmatisma serta aberasi kromatik.
c.
Aberasi sferik aberasi ini timbul sebagai akibat dari kegagalan lensa dalam membentuk gambar dari sinar pusat dan sinar-sinar yang melalui daerah yang lebih ke pinggir lensa pada satu titik.
Perbedaannya terletak dalam hal dimana pada aberasi sferik, benda gambarnya akan berbentuk lingkaran, sedangkan dalam koma gambarnya berbentuk seperti bintang berekor/komet.
Astigmatisma itu sama dengan koma dalam hal bahwa koma itu terbentuk akibat penyebaran gambar dari suatu titik pada suatu bidang yang tegak lurus pada sumbu lensa sedangkan asigmatisma terbentuk sebagai penyebaran gambar dalam suatu arah sepanjang sumbu lensa. Dalam ketiga hal tersebut, gambarnya akan menjadi kabur. Adapun distorsi timbul akibat dari pembesaran yang berbeda dalam arah yang menjauhi sumbu lensa sehingga suatu benda yang tadinya berbentuk garis lurus akan berubah bentuknya menjadi melengkung.
d.
Aberasi kromatik timbul akibat perbedaan indeks bias lensa untuk panjang gelombang cahaya yang berbeda cahaya yang terdiri dari berbagai panjang gelombang akan mengalami distorsi atau penguraian warna bila melalui lensa tersebut, dan fokus pun akan berbeda-beda menurut warna dan panjang gelombang tersebut sehingga terbentuklah gambar sesuai dengan masing-masing panjang gelombang itu.
Kita dapat mengetahui bahwa aberasi adalah kelainan bentuk bayangan
yang dihasilkan oleh lensa ataupan cermin. Dimana aberasi itu peristiwa
bayangan yang dibentuk oleh system optik tidak tepat srupa dengan bentuk
bayangan, dengan kata lain aberasi itu penyimpangan bentuk bayangan dari
3
bentuk bendanya. Kegunaan utama dari lensa dan cermin adalah untuk membentuk bayangan dari sebuah benda.
Pemburaman bayangan dari sebuah obyek tunggal hal itu disebabkan kesalahan dalam sistem optik sehingga bayangan yang terjadi tidak sama dengan bendanya. Hal yang terjadi pada lensa atau cermin kadang – kadang terbentuk bayangan yang tidak dikehendaki, misalnya timbulnya jumbai – jumbai berwarna disekitar bayangan.
Jika semua sinar dari sebuah obyek titik tidak di fokuskan pada sebuah titik bayangan tunggal, bayangan buram yang dihasilkannya disebut aberasi.
Menunjukkan sinar-sinar dari sebuah sumber titik pada sumbu utama yang melintasi sebuah lensa tipis dengan permukaan-permukaan melengkung. Sinar- sinar yang mengenai lensa jauh dari sumbu utama dibelokkan lebih dari sinar- sinar yang dekat dengan sumbu utama, dengan hasilnya tidak semua sinar difokuskan pada sebuah titik tunggal. Sebaliknya bayangan tersebut kelihatan sebagai sebuah cakram melingkar.
Ada dua macam aberasi, yaitu aberasi kromatik dan aberasi sferis :
Pengertian Aberasi Kromatik
Aberasi kromatik merupakan aberasi optik yang dilihat dari sudut
pandang dengan penekanan pada sifat optik fisis cahaya. Walaupun pada sebuah
kanta dengan bidang speris yang sempurna, setiap bahan kanta
mempunyai indeks bias yang berbeda-beda bergantung pada panjang gelombang
sinar cahaya yang merambat melaluinya dan menyebabkan sinar cahaya
polikromatik tersebut terdispersi dan menyebabkan purple fringe/color
fringe pada citra proyeksinya.4
Aberasi kromatik yang seperti ini dapat diminimalkan dengan kanta komposit doublet akromatik dengan bahan low dispersion glass untuk mengatasi aberasi longitudinal (panjang gelombang yang berbeda diproyeksikan ke titik api yang berbeda-beda pada sumbu optis) dan aberasi transversal/lateral (panjang gelombang yang berbeda diproyeksikan ke titik api yang berbeda pada bidang fokal).
Aberasi kromatik, terjadi ketika suatu rentang panjang gelombang terdapat di dalam cahaya (misalnya di dalam cahaya putih) dan terjadi karena suatu lensa tunggal menyebabkan cahaya terdeviasi dalam jumlah tertentu tergantung pada panjang gelombangnya. Maka, suatu lensa akan memiliki titik api yang berbeda untuk panjang gelombang berbeda. Sebagai contoh ekstrim, fokus merah dan fokus biru akan dibentuk dari cahaya putih.
Jenis aberasi kromatik yang lain adalah tampaknya aura berwarna putih kebiruan disekeliling citra obyek. Jika aberasi kromatik di atas terjadi karena dispersi yang disebabkan perbedaan indeks bias, aberasi ini terjadi karena dispersi yang disebabkan karena perbedaan fase pada interferensi antara sinar backlight dan sinar difusinya yang terpantul dari antarmuka obyek.
Jika sinar putih atau polikromatik diarahkan tegak lurus pada lensa akan mengalami pembiasan sekaligus disperse. Hal itu dikarenakan sinar putih terdiri atas berbagai macam warna dengan indeks bias yang berbeda, berkas sinar tersebut akan menyebar dengan sederetan jarak fokus yang berlainan.
Sinar dengan indeks bias terbesar akan mempunyai jarak pada fokus
terjauh akan mengakibatkan bayangan yang terbentuk pada lensa akan lebih
tajam. Cacat bayangan pada lensa itu akan berpengaruh terhadap indeks bias.
5
Aberasi kromatik, yang terjadi pada lensa bukan pada cermin, adalah hasil dari variasi indeks bias dengan panjang gelombang. Aberasi kromatik dan aberasi lainnya dapat diperbaiki sebagian dengan menggunakan kombinasi beberapa lensa sebagai ganti sebuah lensa tunggal. Sebagai contoh, sebuah lensa positif dan sebuah lensa negative dengan panjang fokus lebih besar dapat digunakan bersama-sama untuk menghasilkan sebuah sistem lensa pengumpul yang mempunyai aberasi kromatik jauh lebih sedikit dibandingkan sebuah lensa tunggal dengan panjang fokus yang sama. Lensa-lensa kamera yang bagus biasanya berisi elemen-elemen untuk memperbaiki berbagai aberasi yang muncul. . Jarak fokus lensa adalah , berarti jika berkas cahaya putih (polikromatis) jatuh pada lensa maka setelah pembiasan pada sumbu maka akan terjadi susunan warna atau spektrum sehingga terjadi dispersi oleh lensa.
Aberasi kromatik disebabkan oleh variasi – variasi pada indeks bias lensa dengan pangjang gelombang, dapat kita lihat bahwa panjang fokus sebuah lensa bergantung pada indeks biasnya sehinggan berbeda untuk panjang –gelombang yang berbeda. Aberasi kromatik tidak terjadi pada cermin , maka banyak teleskop besar menggunakan cermin daripada menggunakan lensa.
Aberasi kromatik terjadi berdasarkan kenyataan bahwa indeks bias
cahaya tergantung pada warna cahaya. Warna biru akan lebih dibiaskan daripada
warna merah. Dengan demikian maka jarak fokus untuk masing – masing warna
dalam pembentukan bayangan. Pada warna biru mempunyai jarak fokus yang
lebih pendek daripada warna merah.
6 http://id.wikipedia.org/wiki/Aberasi_optik
Kromatik prinsip terjadinya aberasi kromatik dikarenakan fokus lensa yang berbeda – beda untuk tiap warna, akibatnya bayangan yang terbentuk akan tampak berbagai jarak dari lensa. Cara menghilangkan aberasi kromatik adalah dengan gabungan lensa.
Ada dua macam aberasi kromatik, yaitu : - Aberasi kromatik longitudinal - Aberasi kromatik transversal
Aberasi longitudinal adalah perbedaan jarak bayangan sinar merah dan violet .
Aberasi transversal adalah perbedaan tinggi bayangan sinar merah dan violet
Aberasi longitudinal ditentukan oleh:
Cara menghilangkan aberasi kromatis adalah dengan membuat suatu
susunan gabungan lensa yang mempunyai sifat aberasi lensa I ditiadakan oleh
aberasi lensa II sehingga titik-titik fokus akan berimpitan.
7
Indeks I lensa I, indeks 2 untuk lensa II.
Sesudah disederhanakan :
Jadi,
8
Dari persamaan (5-38) dan (5-39) didapat:
atau
Maka
Apabila
disebut daya dispersi.
Jadi daya dispersi lensa I dan lensa II berlawanan tanda. Persamaan (5-40) merupakan syarat yamh harus dipenuhi untuk susunan lensa dublet yang akromatik.
Untuk memperoleh persamaan (5-40)dapat diturunkan denagn cara lain:
Maka
9
Oleh karena
Maka
, artinya kedua lensa berlawanan jenis (lensa positif dan negatif)
Aberasi Monokromatik
Aberasi monokromatik sering juga disebut aberasi tingkat ketiga adalah aberasi yang terjadi walaupun sistem optik mempunyai kanta dengan bidang speris yang telah sempurna dan tidak terjadi dispersi cahaya. Aberasi monokromatik muncul muncul karena adanya perbedaan panjang lintasan dari sinar-sinar berbeda dari suatu titik objek menuju titik gambar bayangan.
Aberasi Defokus
Aberasi defokus adalah aberasi yang disebabkan karena titik api tidak terletak pada titik fokus paraksial sperisnya, disebut juga titik santir Gauss.
Defokus, disebut juga wavefront aberration, dimodelkan dengan kesalahan longitudinal gelombang cahaya yang terjadi karena pergeseran titik api ideal pada bidang fokal menuju titik api pengamatan pada sumbu optis, berikut beserta sperisnya masing-masing yang bersinggungan pada pusat optik kanta.
Sinar yang tidak terfokus pada titik api ideal akan merambat menuju bidang fokal secara transversal dan membentuk lingkaran gamang yang kita kenal dengan istilah blur. Aberasi defokus dapat dikurangi dengan membuat sinar insiden terkolimasi dan jarak hiperfokal.
Aberasi kurva medan
Aberasi kurva medan adalah sebuah aberasi pada sistem optik yang mempunyai bidang fokal menyerupai lingkaran atau kurva. Letak titik pusat lingkaran yang terbentuk dari peristiwa astigmatisma terletak pada satu bidang lengkung.
Pengertian Aberasi Sferis
10
Aberasi Sferis adalah aberasi optik yang dapat dilihat dari sudut pandang dengan titik berat geometri sistem optik. Aberasi semacam ini menghasilkan bayangan yang tidak memenuhi hukum – hukum pemantulan atau pembiasan.
Aberasi sferis yaitu gejala kesalahan terbentuknya gejala bayangan yang diakibatkan pengaruh lengkungan pada lensa atau cermin.
Aberasi sferis merupakan hasil dari kenyataan bahwa permukaan melengkung hanya memfokuskan sinar-sinar paraksial (sinar-sinar yang berjalan dekat sumbu utama) pada sebuah titik tunggal. Sinar-sinar non paraksial pada titik dekat yang bergantung pada sudut yang dibuat dengan sumbu utamanya.
Beberapa aberasi dapat dihilangkan atau di perbaiki sebagian dengan menggunakan permukaan - permukaan non sferis untuk cermin dan lensa, namun permukaan-permukaan non sferis biasanya lebih sulit dan lebih mahal dibandingkan dengan permukaan sferis.
Aberasi sferis dapat terjadi baik pada cermin atau lensa bila satu benda titik pada sumbu utama tidak membentuk bayangan yang berupa titik, sehingga berkas sejajar tidak dikumpulkan pada suatu titik. Aberasi sferik aberasi ini timbul sebagai akibat dari kegagalan lensa dalam membentuk gambar dari sinar pusat dan sinar-sinar yang melalui daerah yang lebih ke pinggir lensa pada satu titik.
a. Aberasi Sferis pada Cermin.
adiwarsito.files.wordpress.com/2009/10/optika-fisis.do
